Fabricación de materiales compuesto de polibutilén tereftalato cíclico reforzados con tejido de fibra de carbono mediante VARTM y su posterior caracterización a impacto

Abstract

In this thesis, the impact behaviour of the carbon fibre reinforced polybutylene terephthalate matrix composites manufactured by vacuum assisted resin transfer moulding has been investigated. The task has been carried out at two stages. On the one hand, the setup of the vacuum assisted resin transfer moulding process, and the subsequent manufacturing of the composites under different thermal cycles. On the other hand, the physical and low energy impact characterization of the manufactured composites. Firstly, physical characterization has consisted of measuring the density, fibre and void content, studying the crystallinity, and analysing the microstructure of the manufactured composites. Secondly, interlaminar properties, biaxial impact behaviour and residual properties have been studied in order to characterize the low energy impact behaviour. A global outlook of the physical properties and the impact mechanical characterization permits establishing the low impact performance. Finally, carbon fibre reinforced epoxy matrix composites have been manufactured with the same device in order to compare their impact behaviour with that of the thermoplastic composites.

En esta tesis se ha llevado a cabo el estudio del comportamiento a impacto de los materiales compuestos de matriz polibutilén tereftalato reforzados con fibra de carbono fabricados mediante transferencia de resina asistida con vacío. El trabajo se ha dividido en dos partes. Por un lado, la puesta a punto del proceso de moldeo por transferencia de resina asistido por vacío, y la posterior fabricación de materiales compuestos mediante ciclos térmicos diferentes. Por otro lado, la caracterización física, y mecánica a impacto de baja energía de los materiales compuestos fabricados. En primer lugar, se ha realizado la caracterización física que ha consistido en medir la densidad, contenido de fibras y vacíos, estudiar la cristalinidad, y analizar la microestructura de los materiales compuestos. En segundo lugar, se han estudiado las propiedades interlaminares, el comportamiento a impacto biaxial y las propiedades residuales. La visión en conjunto de las propiedades físicas y la caracterización mecánica a impacto permiten determinar el comportamiento a impacto de baja energía. Finalmente, se han fabricado materiales compuestos de matriz epoxi reforzados con fibra de carbono mediante el mismo dispositivo, y su comportamiento a impacto se ha comparado con el de los compuestos de matriz termoplástica.

Tesi honetan hutsuneaz gidatutako erretxina prozesuaren bidez moldekatutako karbono-zuntzez indartutako polibutileno tereftalatozko matrizedun material konposatuen talka portaera ikertu da. Ikerketa lana bi esparrutan banatu da. Alde batetik, hutsuneaz gidatutako erretxina moldekatze prozesuaren doitze lana, eta ondoren ziklo termiko ezberdinen bidez material konposatuak fabrikatzea. Eta bestetik, fabrikatutako material konposatuen karakterizazio fisikoa, eta energi baxuko talka mekanikoarena. Lehenik eta behin, karakterizazio fisikoa egin da, horretarako material konposatuen dentsitatea, zuntz eta hutsune edukia neurtu dira, ondoren kristalinitatea ikertu da, eta azkenik mikroegitura aztertu da. Bigarrenik, lamina arteko propietateak, ardatz-biko talka portaera, eta hondarpropietateak ikertu dira. Propietate fisiko eta talkaren karakterizazio mekanikoaren ikuspegi orokorrak, energi baxuko talkarekiko jokaera ebazteko aukera ematen du. Azkenik, karbono-zuntzez indartutako epoxi-matrizedun material konposatuak fabrikatu dira gailu bera erabiliaz, eta berauen talkarekiko jokaera termoplastikozko matrizedun material konposatuenarekin parekatu da.